Система управления телескопом

 

О П И С А Н И Е (>805251

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.03.78 (21) 2589471/18-24 с прис(динением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 05 В 15/00

Гееударотееииый комитет

СССР по делом изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02:81 (72) Авторы изобретения

В. В. Демидов, Е. М. Неплохов и Ю. Б. Шварцман -- —- " СО®ЗНг., у

1>> ТЕНт110 тяхицдс,,„„Ц

БНК Щ Г „.„ (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕСКОПОМ

Изобретение относится к автоматическому приборостроению и может найти применение при управлении крупными и средними оптическими телескопами.

Известны системы автоматического управления, содержащее измеритель рассогласования, согласующий преобразователь, корректирующий фильтр, регулятор и исполнительный механизм, который через объект управления и датчик обратной связи соединен с одним из входов измерителя рассогласования 11).

Известны цифровые системы автоматического регулирования, содержащие чувствительный элемент, фильтры, преобразователь аналог-код, вычислительнбе устройство, преобразователь код-аналог и привод, который через объект и блок обратной связи соединен со входом чувствительного элемента (2).

Повышение надежности такого рода систем достигается за счет введения в их состав ключа и блока контроля регулируемой вели "ины, который при превышении регулируемой величиной некоторой максимально допустимой величины с помощью ключа от2 ключает вход привода от выхода формирователя сигнала управления (3).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности являЕтся система управ ления телескопом, содержащая первый привод, выход которого кинематически связан с телескопом, на котором установлены каретка и фотоэлектрический анализатор, выход которого через фильтр подключен ко входу преобразователя аналог-код, а через блок контроля — к первому входу первого

10 элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя корректирующего сигнала, а выход — со входом второго привода, выход которого через преобразователь угол-код соединен с первым входом формирователя корректирующего сигнала, второй вход которого соединен с выходом вычислительного устройства (4).

Недостатком известной системы является ее невысокая точность.

Цель изобретения — повышение точнос20 ти системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе установлены пороговое устройство и второй элемент И, первый вход которого соединен со вторым выходом формиро805251 вателя корректирующего сигнала, второй вход — с выходом преобразователя аналогкод, а выход — со входом вычислительного устройства, третий вход формирователя корректирующего сигнала через пороговое устройство соединен со своим третьим выходом, вход первого привода соединен с выходом фотоэлектрического анализатора и вторым входом преобразователя угол-код, а выход второго привода кинематически связан с кареткой.

На чертеже представлена блок-схема системы. Схема содержит телескоп 1, первый

2 и второй 3 приводы, каретку 4, преобразователь 5 угол-код, фотоэлектрический анализатор 6, формирователь 7 корректирующего сигнала, первый 8 и второй 9 элементы И, пороговое устройство 10, видеоконтрольное устройство 11, вычислительное уст- ройство 12, преобразователь 13 аналог-код, фильтр 14, блок 15 контроля, первый 16 и второй 17 переключатели, генератор 18 одиночных импульсов, триггер 19, третий 20 20 и четвертый 21 элементы И, регистр 22, первый 23 и второй 24 сумматоры, преобразователь 25 код-аналог, первый 26, второй

27 и третий 28 входы и первый 29, второй 30 и третий 31 выходы формирователя корректирующего сигнала, звезду 32 гидирования, исследуемый объект 33.

Система работает следующим образом.

Допустим, что в начале работы каретка

4 установлена в такое положение, при котором звезда 32 гидирования находится в оптическом центре фотоэлектрического, анализатора 6. Триггер 19 находится в состоянии «О», при котором элемент И 20 закрыт, и, так как переключатели 16 и 17 отжаты, то сигнал на выходе сумматора 24 равен «О», привод 3 обесточен и каретка 4 неподвижна.

При появлении ошибки в положении телескопа I или при флюктуации изображения звезды 32 гидирования фотоэлектрический анализатор 6 вырабатывает сигнал рассогласования, управляющий телескопом 1 та- 40 ким образом, чтобы за счет перемещения телескопа 1 обеспечить удержание изображения звезды 32 гидирования в оптическом центре фотоэлектрического анализатора 6.

Блок 15 контроля по величине сигнала рассогласования определяет наличие звезды 32 45 в поле зрения фотоэлектрического анализатора 6 и формирует на своем выходе сигнал

«1», открывающий элемент И 8.

Оператор наблюдает на экране видеоконтрольного устройства 11 исследуемый объект 50

33 в поле зрения телескопа 1, не связанного с перемещением каретки 4. Причем, как правило, в начале наблюдения исследуемый объект ЗЗ находится не на оптической оси телескопа 1, связанной с центром видеоконтрольного устройства 11. Поэтому далее оператор 55 осуществляет полуатоматическую коррекцию положения телескопа с целью наведения оптической оси телескопа 1 на исследуе4 мый объект 33. Для этого в зависимости от направления необходимого перемещения он включает один из переключателей 16 или

17. При этом сигнал соответствующей полярности проходит через сумматор 24 и открытый элемент И 8 на привод 3, приводя каретку 4 в движение с заданной скоростью.

Перемещение каретки 4 приводит к смещению изображения звезды 32 гидирования с центра фотоэлектрического анализатора 6, которое вызывает перемещение привода телескопа 1. Вращение телескопа 1 приводом

2 с постоянной скоростью происходит при смещении изображения звезды гидирования относительно оптического центра фотоэлектрического анализатора 6 на величину 4 Х.

В момент времени t„, когда в результате перемещения телекопа 1 исследуемый объект ЗЗ окажется в центре видеокочтрольного устройстВа 11, оператор отпускает нажатый до этого переключатель 6 или 17, по сигналу которого срабатывает генератор 18 одиночных импульсов, однократный сигнал ко-. торого переводит триггер 19 в состояние «1»., Измеренный преобразователем 5 код положения каретки 4 через открытый элемент И 21 поступает в регистр 22, где далее хранится. В этот же момент времени в вычислительное устройство 12 через открытый элемент И 8 поступает код, пропорциональный ЬХ. Он образуется из аналогового сигнала на выходе фотоэлектрического анализатора 6, величина которого пропорциональна ЬХ, в результате преобразования в преобразователе 13. Фильтр 14 настроен на пропускание низкочастотного полезного сигнала и не пропускает высокочастотные сигналы помехи с фотоэлектрического анализатора 6, образующиеся в результате быстро меняющихся составляющих рассогласования между положением телескопа и изображением звезды 32.

После момента времени 1„привод 3 каретки 4 управляется по сигналу рассогласования:

Е =Х„+АХ вЂ” Х, где Хк — код положения каретки 4 в момент

t<, храйящийся в регистре 22;

X — код текущего положения каретки на выходе преобразователя 5.

Таким образом, код, пропорциональный

Е, образуется на выходе сумматора 23, пройдя через открытый элемент И 20, преобразуется в аналоговый сигнал в преобразователь 25 и через элемент И 8 поступает на вход привода 3, который перемещает каретку таким образом, чтобы сигнал Е стремился к нулю.

Следовательно, каретка 4 после окончания переходных процессов устанавливается в положение, которое она занимала в момент t<, скорректированное на величину ЬХ, так как после окончания движения каретки 4 привод 2, отрабагывая сигнал hX, и телескоп 1 находятся в положении, при ко805251 тором изображение звезды 32 находится в оптическом центре фотоэлектрического анализатора 6.

Пороговое устройство 10 контролирует величину сигнала Е и в том случае, когда

Е 6, где Ь вЂ” некоторая малая величина, близкая к нулю, формирует на своем выходе сигнал, по которому триггер 19 устанавливается в состояние «О», закрывая элемент

И 20.

С момента времени, когда исследуемый объект 33 находится на оптической оси телескопа 1 и происходит автоматическое гидирование телескопа 1 по звезде 32 гидирования, обычно начинается процесс экспозиции (регистрация световой информации исследуемого объекта ЗЗ. При этом в ряде случаев, например, когда исследуемый объект ЗЗ имеет собственную скорость движения относительно звезд, а также в результате дифференциальных гнутых и других инструментальных ошибок исследуемый объект ЗЗ смещается относительно звезды

32 гидирования.

Задача оператора в этом случае заключается в осуществлении полуавтоматической коррекции положения телескопа 1, причем, учитывая то, что в это время идет экспозиция, коррекция должна производиться максимально быстро и с высокой точностью.

Это обеспечивается работой системы в описанном выше режиме, причем быстро меняющиеся ошибки положения телескопа отрабатываются автоматически, а медленно изменяющийся уход исследуемого объекта 33 от оптической оси телескопа 1 отрабатывается оператором путем полуавтоматической коррекции положения телескопа 1.

Если во время процесса полуавтоматической коррекции звезда 32 исчезает из поля зрения фотоэлектрического анализатора 6 (например, из-за облачности), то коррекция положения каретки 4 прекращается, так как по сигналу с блока 15 контроля элемент И 9 закрывается и сигнал управления не поступает на вход привода 3.

Предлагаемая система не имеет ограничений по разрешающей способности коррекционных подвижек и обеспечивает их высокое быстродействие и точность. В результате отработки за счет автоматического гидирования быстро меняющихся ошибок положения телескопа 1 величина «размазывания» изображения исследуемого объекта во время экспозиции уменьшается приблизительно в 2 — 3 раза. Кроме того, точность предлагаемой системы примерно в 1,5 раза выше известных систем. Указанные обстоятельства позволяют использовать в данной системе преобразов,", ели угол-код на

13 — 14 двоичных разрядов вместо 19 — 21 двоичных разрядов, применяемых в известных системах.

Формула изобретения

1ф Система управления телескопом, содержащая первый привод, выход которого кинематически связан с телес опом, на котором установлены к детка и фотоэлектрический анализатор, выход которого через фильтр подключен ко входу преобразователя ана15 лог-код, а через блок контроля — к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя корректирующего сигнала, а выход — со входом второго привода, выход ко: торого через преобразователь угол-код соединен с первым входом формирователя корректирующего сигнала, второй вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в ней установлены пороговое устройство и второй элемент

И, первый вход которого соединен со вторым выходом формирователя корректирующего сигнала, второй вход — с выходом преобразователя аналог-код, а выход — со входом вычислительного устройства, третий вход формирователя корректирующего сигнала через пороговое устройство соединен со своим третьим выходом, вход первого привода соединен с выходом фотоэлектрического анализатора и вторым входом преобразователя угол-код, а выход второго привода кинематически связан с кареткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Теория автоматического регулирования. Под ред. В. В. Солодовникова. Книга 1, М., «Ма ш и нострое ние», 1967, с. 54 — 55, 75 — 77.

2. Айзерман М. А. Теория автоматического регулирования. М., «Наука», 1966, с. 46 — 53.

3. Авторское свидетельство СССР № 405106, кл. G 05 В 23/00, 17.12.71.

4. Патент Японии № 49-8670, кл. 54 (7э СО, опуйлик. 27.12.65 (прототип) .

805251

Составитель Ю. Гладков

Редактор С. Лыжова Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 10642/69 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4